CN112537309A - 用于改善周围环境检测的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于借助车辆的至少一个第一周围环境检测传感器改善周围环境检测的方法，第一周围环境检测传感器是光学传感器，该方法包括：‑借助至少一个第一周围环境检测传感器检测车辆的周围环境，‑基于周围环境检测传感器的传感器数据建立第一周围环境模型，‑借助图像分析评估装置对光学传感器数据的分析评估，确定周围环境模型中较低质量区域，‑通过采取所选措施改善较低质量区域的可检测性，‑使用至少一个光学传感器重新检测车辆周围环境，‑将采取措施后光学传感器的传感器数据与采取措施前光学传感器的传感器数据加以比较，‑将采取措施后的传感器数据与至少一个第一周围环境检测传感器的已有传感器数据合并，以建立第二周围环境模型。

Description

用于改善周围环境检测的方法
技术领域
本发明涉及一种用于改善周围环境检测的方法。
背景技术
从现有技术中已知，从不同传感器数据和地图数据计算周围环境模型的系统。此外，还有一些借助外部资源(其他车辆、基础设施目标、网联汽车(Car-2-X))测试所述周围环境模型的可信度或通过空间中的进一步限制(静态)区域扩展周围环境模型的系统理念。
当前的现有技术已允许对由目标车辆(本车)所识别的周围环境特性进行可信度测试或提高其准确性。如果传感器检测区域由于当前周围环境情形存在漏洞或不确定性，则根据当前的现有技术，本车无法独立减少漏洞或减小不确定性。
发明内容
因此，本发明的一项任务是提供一种用于改善周围环境检测，并由此提高所建周围环境模型的质量的方法。
该任务通过独立权利要求1和9的主题解决。从属权利要求的主题是其他有益的设计方案和实施方式。
对(高度)自动化的车辆，周围环境模型表示可对车辆运动(轨迹)进行规划的框架。在基于本发明的第一项考虑中已确定，如果周围环境模型由于当前条件(照明不足的车道区域，由于传感器作用范围使预测范围小于可靠轨迹规划所需范围)而具有不足之处，则(高度)自动化的车辆只能减少计算可能的车辆轨迹数量，这会增加无法通过真实车辆周围环境提供理想或充分的舒适或安全轨迹的可能性。因此，目标之一是营造车辆周围环境的覆盖范围和质量，使得与已知现有技术相比，周围环境模型与实际车辆周围环境之间具有更大的一致性，并由此提高找到相关足够舒适或足够安全的轨迹的可能性。
根据本发明所述，提出了一种用于借助车辆的至少一个第一周围环境检测传感器改善周围环境检测的方法，其中，所述第一周围环境检测传感器是光学传感器，所述方法具有下列步骤：
-借助至少一第一周围环境检测传感器检测车辆的周围环境，
-基于第一周围环境检测传感器的传感器数据建立第一周围环境模型，
-借助一图像分析评估装置通过对光学传感器数据的分析评估，确定周围环境模型中的较低质量区域，
-通过采取一所选措施改善较低质量区域的可检测性，
-使用至少一个光学传感器重新检测车辆周围环境，
-将采取措施后光学传感器的传感器数据与采取措施前光学传感器的传感器数据加以比较，
-将采取措施后的传感器数据与至少一第一周围环境检测传感器的已有传感器数据合并，以建立第二周围环境模型。
确定较低质量区域是有益的，因为这些区域导致周围环境模型中不利于轨迹规划的不确定性和不准确性。基于对这些区域的确定，可采取多项措施或至少一项措施改善这些区域的可检测性。对减少不确定性或不准确性并由此提高周围环境模型的质量，这是有益的。
在改善较低质量区域的可检测性时，尤其通过光学传感器改善可检测性。
合并时，将在采取措施后由光学传感器检测到的目标与周围环境模型中的现有目标合并。
也可考虑合并来自两个传感器的周围环境模型。在此，雷达传感器、激光雷达传感器或超声传感器可被用作第二传感器。在使用第二传感器时，例如可将根据所述措施获取的传感器数据与第二周围环境检测传感器的传感器数据合并，由此可生成更精确的周围环境模型，从而进一步改善周围环境模型的质量。
在一特别优选的实施方式中，所述措施包括对较低质量区域进行照明。根据本发明，术语"照明"不仅应理解为用可见光范围内的光对一区域进行照明，而且还指用不可见光或具有变化波长的光进行的照明。特别优选的是先用不可见光实施的照明。这是特别有益的，因为以此方式，驾驶员不会受到灯光的迷惑或干扰。
为了对较低质量区域进行照明，特别优选对车辆的至少一个照明装置进行控制。
在另一优选实施方式中，至少一个照明装置包括前照灯、远光灯、雾灯、矩阵灯、激光灯、红外光源和/或固定在车辆上的附加光源。在此，附加光源例如可发出可见光范围外的光。通常，所有所述光源设置在车辆中的方式都是，使光发射到安装在车辆中的至少一个光学传感器的检测区域中。
通过有针对性地打开或开启主前照灯(前照灯)以及雾灯，检测方向朝前的光学传感器有针对性地照明检测区域的一部分。在自然照明时对比度信息内容不足的情况下，由此可获得有关周围环境特性和目标距离的附加信息。
根据当前技术现状，没有将固定安装在车辆中的光源用于根据需求主动照明车辆周围环境。通过对所安装光源和与之相连接的执行机构的主动控制，可无需额外硬件费用，在光学传感器的检测范围内对照明不足区域进行有针对性的照明。障碍物被较早识别，迄今为止照明不佳区域可用于轨迹规划，并可通过使用已安装光源为现有系统扩展所述功能。
在另一优选实施方式中，附加光源是设置为以可选频率辐射光的光源，其中，通过特定频率突出显示所检测周围环境中具有已知反射特性的特定目标。
此外，通过在主动周围环境照明中使用不同频率或波长，也可得出关于车道类型和车道特性的推论。为此，以固定间隔，用限定的波长(例如IR(红外线)或UV(紫外线))以脉冲方式进行照明，并借助具有适配于所述波长的滤波装置的图像传感器，为每个波长分别检测各自的图像。通过交替使用不同波长的脉动控制或脉冲照明以及随后的图像合并，可获取额外图像信息或对比度信息，由此可更清晰地划分车道界限和行车路线界限。即使传感器在可见光范围内由于对向交通被致盲情况下，也可从传感器图像中提取信息。
在与在标准前照灯灯光或自然光中不同的频率或波长或不同的波长组分的光中，会具有不同的对比度差异。例如，一"受浅灰色混凝土障碍限制的浅灰色车道"的场景在自然光照明下几乎没有任何对比度，但在IR(红外线)光照下却显示出强烈的对比度。
通过主动照明装置或所安装灯的脉动/脉冲式控制，可根据反射特性更好地识别例如坑洼、施工坑、摩擦系数跳跃、车道边界、车道缺失、泊位等突然的车道过渡，并在周围环境模型中予以考虑。
还可对行车路径标记中使用的颜料及其反射特性加以考虑，并为此将发光器件以适配于颜料的波长安装在车辆中。由此就可通过脉动控制或脉冲照明特别为光学传感器突出显示行车路径和车道标记，并可识别不同类型的标记(常规的白色标记；黄色施工现场标记以及一般不同的颜色)。此外，可为自动化车辆定义具有仅对于具有相应发光器件的(高度)自动化车辆的摄像机可见的反射特性的明确车道标记。由此，可为(高度)自动化车辆专门准备单独的道路或车道，而无需驾驶人员对这些被改变或附加的标记进行适应。如果没有特殊的彩色颜料，例如通过为黄色标记选择相应的黄光波长或频率也可实现这一所述方法。以此方式，黄线在摄像机图像中显得更亮。
此外，在比较传感器数据后，优选检查是否还有其他较低质量区域。在此应该检查相应措施是否充分，以及先前难以识别的、较低质量区域现在是否有较高质量。较低质量的其他区域可被理解为新区域或先前已知较低质量区域。
在存在另外的较低质量区域时特别优选重复所选措施。还可考虑的是，在有其他较低质量区域时，或如果同一区域还始终具有较低质量，则可采取另一措施。例如，可从基础设施或其他交通参与者调用有关相应区域的数据。
为了分析评估光学传感器数据的质量，特别优选的是分析对比度、检测区域的照明、所检测光的波长和/或不同所检测波长在检测区域上的分布。该分析是有益的，因为以此方式可确定，哪种照明类型或通常哪种措施适用于改善较低质量区域的可检测性。
此外，根据本发明所述提出了一种用于车辆的系统，其中，适用于执行根据本发明所述方法的该系统包括至少一个第一周围环境检测传感器和第二周围环境检测传感器，其中，第一周围环境检测传感器是光学传感器，而第二周围环境检测传感器是雷达传感器、激光雷达传感器或超声波传感器，用于检测车辆的周围环境，系统还包括用于分析评估和比较光学传感器数据的图像分析评估装置，用于控制至少一个照明装置的至少一个执行机构/致动器以及用于建立周围环境模型和合并传感器数据的计算单元。此外，计算单元还规定有为了针对性地照明相应区域，必须如何借助执行机构控制照明装置的参数。
附图说明
其他有益的设计方案从附图中得出。
其中：
图1：这是本发明的实施方式的流程示意图；
图2：这是根据本发明的实施方式所述的系统的示意图。
具体实施方式
图1展示了本发明实施方式的流程示意图。该流程图描述了一种用于借助车辆的至少一第一周围环境检测传感器改善周围环境检测的方法，其中，该第一周围环境检测传感器是光学传感器。在步骤S1中，借助至少一第一周围环境检测传感器检测车辆的周围环境。在步骤S2中，基于至少一第一周围环境检测传感器的传感器数据建立第一周围环境模型。在随后的步骤S3中，通过借助一图像分析评估装置分析评估光学传感器数据，在周围环境模型中确定较低质量区域。在步骤S4中，通过采取一所选措施改善较低质量区域的可检测性。在下一步骤S5中，至少利用光学传感器重新检测车辆的周围环境。在此基础上，在步骤S6中，将采取措施后光学传感器的传感器数据与采取措施前光学传感器的传感器数据加以比较。最后，在步骤S7中，在采取措施后，将传感器数据与至少一个第一周围环境检测传感器的已存在的传感器数据合并，以建立第二周围环境模型。
图2展示了根据本发明的实施方式所述的系统7的示意图。在此，系统7规定用于一车辆中，其中，用于执行根据本发明所述的方法的该系统至少包括第一周围环境检测传感器1和第二周围环境检测传感器2，其中，第一周围环境检测传感器1是光学传感器，而第二周围环境检测传感器2是用于检测车辆周围环境的雷达传感器、激光雷达传感器或超声波传感器，所述系统还包括用于分析评估和比较光学传感器数据的图像分析评估装置3，用于控制至少一个照明装置6的至少一个执行机构5以及用于建立周围环境模型并合并传感器数据的计算单元4。
参考标记列表
1 第一周围环境检测传感器
2 第二周围环境检测传感器
3 图像分析评估单元
4 计算单元
5 执行机构
6 照明装置
7 系统
S1-S7 方法步骤

Claims (9)

1.用于借助车辆的至少一个第一周围环境检测传感器(1)改善周围环境检测的方法，其中，所述至少一个第一周围环境检测传感器(1)是光学传感器，所述方法具有下列步骤：
-借助所述至少一个第一周围环境检测传感器(1)检测(S1)车辆的周围环境，
-基于周围环境检测传感器(1)的传感器数据建立(S2)第一周围环境模型，
-通过借助图像分析评估装置(3)对光学传感器数据的分析评估，确定(S3)周围环境模型中的较低质量区域，
-通过采取一所选措施改善(S4)较低质量区域的可检测性，
-使用至少一个光学传感器(1)重新检测(S5)车辆周围环境，
-将采取措施后光学传感器(1)的传感器数据与采取措施前光学传感器(1)的传感器数据加以比较(S6)，
-将采取措施后的传感器数据与至少一个第一周围环境检测传感器(1)的已有传感器数据合并(S7)，以建立第二周围环境模型。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述措施包括对较低质量区域进行照明。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
对车辆的至少一个照明装置(6)进行驱控以照明较低质量区域。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个照明装置(6)包括前照灯、雾灯、红外线光源和/或固定在车辆上的附加光源。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
所述附加光源是设置用于以可选频率辐射光的光源，其中，通过特定频率突出显示所检测周围环境中具有已知反射特性的特定目标。
6.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
比较传感器数据后，检查是否还有其他较低质量区域。
7.根据权利要求6所述的方法，
其特征在于，
在还有其他较低质量区域时，重复所选措施或修改地应用所选措施。
8.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
为分析评估光学传感器数据的质量，分析对比度、检测区域的照明、检测光的波长、不同检测波长在检测区域上的分布和/或图像区域中最小灰度阈值是否被超过。
9.在一车辆中应用的系统(7)，其中，所述系统适于执行根据权利要求1到8所述的方法，所述系统包括至少一个第一周围环境检测传感器(1)，其中，第一周围环境检测传感器(1)是用于检测车辆周围环境的光学传感器，所述系统还包括用于分析评估和比较光学传感器数据的图像分析评估装置(3)、用于驱控至少一个照明装置(6)的至少一个执行机构(5)以及用于建立周围环境模型和合并传感器数据的计算单元(4)。
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